HF2011
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日本保健物理学会 第44回研究発表会<br />
17 Oct. 2011 ホテル レイクビュー水戸<br />
粉体並びに液体試料用<br />
現場型放射能測定器の開発<br />
放射線医学総合研究所<br />
緊急被ばく医療研究センター<br />
鈴木敏和<br />
仁木工芸株式会社<br />
斎藤 純<br />
開発の目的<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
未知核種の早期同定が緊急被ばく医療における計測の主眼<br />
LaBr LaBr3ではエネルギー分解能が足らず、 3ではエネルギ ではエネルギー分解能が足らず、<br />
ではエネルギ 分解能が足らず、<br />
Ge Geは電気冷却器の消費電力と可搬性に難あり<br />
は電気冷却器の消費電力と可搬性に難あり<br />
CdTe CdTeは大型単一結晶の製作容易ではなく、時に編極効果に伴う感度変動<br />
は大型単一結晶の製作容易ではなく、時に編極効果に伴う感度変動<br />
CdZnTe CdZnTeを採用した を採用したMCA MCA一体型、常温動作スペクトロメータを計画、<br />
一体型、常温動作スペクトロメータを計画、<br />
英国 英国K 英国 英国Kromek KKromek社に製作依頼 kk社に製作依頼<br />
社に製作依頼<br />
ねらい<br />
・広いエネルギー範囲と容易な核種同定<br />
・高線量率環境下でのスペクトル測定<br />
1<br />
2<br />
1
試料容器<br />
59.5keV<br />
( 241 Am)<br />
276keV<br />
( 133 Ba)<br />
外観と構成<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
0.1mmΦ 0.1mmΦコリメータ付鉛シールド<br />
コリメータ付鉛シールド<br />
(自然BG遮蔽と高線量率<br />
(自然BG遮蔽と高線量率γ線コリメート機能を兼ねる)<br />
線コリメート機能を兼ねる)<br />
CZT CZTスペクトロメータ<br />
スペクトロメータ ク タ<br />
303keV<br />
( 133 Ba)<br />
81keV<br />
( 133 Ba)<br />
USB USBケーブルで ケーブルでPC PC直結 直結<br />
エネルギー分析例<br />
356keV<br />
( 133Ba) NIRS/ NIRS/Kromek Kromek<br />
to PC<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
有感層10mmを確保したことで、 241 Amから 60 Coまでの<br />
スペクトル分析が可能となった<br />
384keV<br />
( 133 Ba)<br />
1333keV<br />
662keV<br />
( 60 662keV<br />
Co)<br />
( 137Cs) 1173keV<br />
( 60 ( Co)<br />
Co)<br />
3<br />
2
peak chhannel<br />
drift (ch‐max 40996)<br />
60℃<br />
900<br />
898<br />
896<br />
894<br />
892<br />
890<br />
888<br />
886<br />
884<br />
882<br />
880<br />
ゲイン安定性<br />
Stability on continuous operation<br />
25℃ 恒温制御<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
経過時間 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00<br />
662keV channel 889 888 889 890 890 890 890 889 889<br />
625℃<br />
8時間の連続動作で<br />
時間の連続動作で662keV 662keV相当 相当<br />
ピークチャンネルドリフトは<br />
ピークチャンネルドリフトは±1ch 1ch(全 (全4096ch) 4096ch)であった であった<br />
光電ピークの温度依存性<br />
645℃<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
20℃以上でゲイン変動は見られない<br />
がエネルギー分解能は低下する<br />
20℃以下では温度の低下と共に<br />
ゲインは低下する<br />
エネルギー分解能は<br />
エネルギー分解能は15℃ 15℃における における<br />
1.46%@662keV<br />
1.46%@662keVを最高として温度が<br />
を最高として温度が<br />
下がっても、上がっても低下する<br />
下が 下がっても、上がっても低下する<br />
ても 上が ても低下する<br />
3
esponsee<br />
FWHM (%) (<br />
2.50<br />
2.00<br />
1.50<br />
1.00<br />
0.50<br />
温度依存性<br />
energy resolution@662keV<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
peak shift<br />
peak sensitivity<br />
0 10 20 30 40 50<br />
temperature (℃)<br />
検出器単体での線量率依存 137 137Cs ピークシフトはあるが3mSv/hまで<br />
スペクトル計測が可能<br />
6mSv/hではスペクトルとして識別不可<br />
拡大領域<br />
66mSv/h<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
Cs出力波高分布<br />
出力波高分布<br />
6662keV photo peak<br />
63mSv/h<br />
0.06mSv/h<br />
1mSv/h<br />
00.6mSv/h 6mSv/h<br />
4
高線量率用コリメータ使用時の 137 137Cs K-X ray from Pb shield<br />
66mSv/h (without shield)<br />
Response<br />
1.20<br />
1.00<br />
0.80<br />
0.60<br />
0.40<br />
0.20<br />
0.00<br />
695mSv/h<br />
624mSv/h<br />
66mSv/h<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
Cs出力波高分布<br />
出力波高分布<br />
6662keV photo peak<br />
コリメータに入れることで95mSv/hを超える線量率<br />
でスペクトル計測が可能<br />
エネルギー分解能は<br />
2.01%@ 662keV at 95mSv/h<br />
線量率依存性<br />
dose rate dependency@662keV<br />
energy resolution@662keV<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
0.1 1 10 100 1000<br />
0.00%<br />
10000<br />
0.1 1 10 100 1000 10000<br />
Dose rate (μSv/h)<br />
エネルギー分解能の変化に比し、パイルアップの影響で光電ピーク<br />
の計数率直線性は線量率に大きく依存する<br />
3.00%<br />
2.50%<br />
2.00%<br />
1.50%<br />
1.00%<br />
0.50%<br />
10<br />
5
Respose<br />
9.00<br />
8.00<br />
7.00<br />
6.00<br />
5.00<br />
4.00<br />
3.00<br />
2.00<br />
100 1.00<br />
0.00<br />
エネルギー依存性<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
検出器表面幾何中心に<br />
1mm 1mm径のビーズ線源を密着して評価<br />
径のビーズ線源を密着して評価<br />
0 200 400 600 800 1000 1200 1400<br />
Photon energy (keV)<br />
100keV 100keV以下と 以下と662keV 662keVでは約8倍の感度差があるが<br />
では約8倍の感度差があるが<br />
エネルギー分解能に優れている為、効率の関数補正が容易である<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
福島第一原子力発電所<br />
高線量率コンクリートガラ線量寄与核種の特定<br />
水素爆発直後の<br />
コンクリートガラ<br />
12<br />
6
National Institute of Radiological Sciences<br />
ゴミ焼却場における溶融スラグダスト中の放射能測定<br />
137Csが1109Bqの溶融スラグダスト(105g)に対し、 0.467cpsの計数が得られる→パルス荷重係数:2375Bq/cps<br />
2375Bq/cps<br />
137 137C 領域の 領域のBG BGは3 10 3<br />
137 137Cs Cs領域の 領域のBG BGは3×10 10-3 cps<br />
試料及び 試料及びBG BGを1800 1800秒計数するとすれば限界計数率の式より<br />
計数するとすれば限界計数率の式より<br />
MDA MDAは20.2Bq 20.2Bq<br />
137 137Cs Cs-662keV 662keV<br />
結果<br />
・8時間連続動作時のゲイン変動は<br />
・8時間連続動作時のゲイン変動は±1.12 1.12×10 10-3 以下<br />
・エネルギー分解能は<br />
・エネルギー分解能は1.46%@662keV<br />
1.46%@662keV(15 15℃)<br />
・検出限界は<br />
・検出限界は20.2Bq@662keV<br />
20.2Bq@662keV(1800 1800秒計測) 秒計測)<br />
National Institute of Radiological Sciences<br />
・自然 ・自然BG BG~100mSv/h 100mSv/hまで、エネルギー分解能は<br />
まで、エネルギー分解能は2.5 2.5%以内 %以内@662keV @662keV<br />
(高線量率域ではコリメータ併用)<br />
・0 ・0℃~45 45℃まで、エネルギー分解能は<br />
まで、エネルギー分解能は2.8 2.8%以内 %以内@662keV @662keV<br />
7
15<br />
8
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